獨(dú)石電容器瓷ppt課件.ppt

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1、第七章獨(dú)石電容器瓷背景:電子技術(shù)（大規(guī)模集成電路、表面組裝技術(shù)）的要求大容量、小體積、長壽命、高可靠性結(jié)構(gòu)和工藝特點(diǎn)（1）涂有電極漿料的陶瓷坯體（多用薄片狀）多層交替堆疊（2）陶瓷介質(zhì)與電極同時燒成一個整體故稱獨(dú)石也稱“多層陶瓷電容器”（MLCC，mutil-layersceramicsconductions)性能特點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：體積小、比容大、可靠性高應(yīng)用：混合集成電路和其它小型化、可靠性要求較高的電路1一、獨(dú)石電容器的特點(diǎn)1.1獨(dú)石電容器（MLCC）的結(jié)構(gòu)獨(dú)石電容器是印有內(nèi)電極的陶瓷膜以一定方式重疊形成的生胚經(jīng)共同燒結(jié)后形成一個整體的“獨(dú)石結(jié)構(gòu)”，也稱為多

2、層陶瓷電容器（MultilayerCeramicCapacitors）簡稱MLCC。2獨(dú)石電容器（MLCC）的結(jié)構(gòu)3451.2MLCC的特點(diǎn)具有體積小、比容大、等效串聯(lián)電阻小、無極性、固有電感小、抗?jié)裥院谩⒖煽啃愿叩葍?yōu)點(diǎn)?？捎行Эs小電子信息終端產(chǎn)品（尤其是便攜式產(chǎn)品）的體積和重量，提高產(chǎn)品可靠性，順應(yīng)了IT產(chǎn)業(yè)小型化、輕量化、高性能、多功能的發(fā)展方向。6近幾年全球電容器產(chǎn)量和價格降勢推移圖由于來自計算機(jī)、通訊市場、移動數(shù)碼產(chǎn)品不斷增長的需求，MLCC一直保持20%左右的年增長率。7不同型號MLCC的市場變化8MLCC發(fā)展的主要趨勢9為什么要發(fā)展賤金屬電極MLC

3、C？基于成本因素的考慮：Pd（鈀）:Ag:Ni:Cu=80:3:1:1（價格比）Ni電極的獨(dú)特優(yōu)勢：電阻率較Pd、Ag70-Pd30低，有助于降低等效串聯(lián)電阻；電遷移速率小，電化學(xué)穩(wěn)定性好；Ni內(nèi)外電極連接的可靠性高；Ni-MLCC的機(jī)械強(qiáng)度高，抗折強(qiáng)度大；Ni熔點(diǎn)（1453℃）比Cu（1084℃）更高，作為電極有利于MLCC的燒結(jié)。10BaTiO3基抗還原材料的研究現(xiàn)狀主要研究國家和地區(qū)：日本、歐洲、韓國、臺灣地區(qū)。清華大學(xué)材料系、電子科技大學(xué)微固學(xué)院。產(chǎn)業(yè)化方面：國外：TDK、村田、京瓷、太陽誘電、Philips、三星等。國內(nèi)：肇慶風(fēng)華、深圳宇陽、潮州三環(huán)

4、、國巨蘇州（臺灣）、天津三星（韓國）、上海京瓷（日本）、北京村田（日本）等。111.3MLCC的分類1.3.1溫度補(bǔ)償型（I類）：以TiO2、CaTiO3、SrTiO3、MgTiO3為基。1.3.2高介電系數(shù)型（II類）：以BaTiO3為主成分。燒成溫度>1300℃，電極用Pd、Pt（鉑）。要求電極在燒結(jié)過程中不發(fā)生氧化、熔融、揮發(fā)、流失擴(kuò)散現(xiàn)象。為了降低成本，必須盡可能地降低燒成溫度，以便采用920℃以下燒成的銀電極。12我國MLCC的生產(chǎn)以中低溫?zé)Y(jié)為主，分為：鉛（Pb）系MLCCBaTiO3系MLCC：加助燒劑低燒MLCC中采用的內(nèi)電極為Ag（<950℃

5、）或Pd-Ag（950～1000℃）電極。13二、獨(dú)石瓷的主要系列2.1復(fù)合鈣鈦礦系2.1.1鈮鎂酸鉛（PMN）系（低頻MLCC）（1）性能：Tc=－12℃，ε（－12℃）=15000，tgδ＜0.01，燒成溫度：1050℃（2）特點(diǎn)：介電常數(shù)高，燒結(jié)溫度較低。14采用PbTiO3作為移動劑。性能：Tc=490℃ε（常溫）=150燒成溫度：1130℃特點(diǎn)：引入PbTiO3后，燒成溫度提高到1230℃左右，但Tc向工作溫區(qū)移動。（10～15mol％）15采用PbCd1/2W1/2O3作為助熔劑。性能：反鐵電體Tc=400℃ε（常溫）=90tgδ＜0.015αε=

6、+5000x10－6/℃燒成溫度750℃，860℃熔融特點(diǎn)：瓷料燒結(jié)溫度在920℃左右，可配合Ag電極的使用，可微調(diào)Tc。（生成液相，材料中的缺陷增多，活性增大）16為進(jìn)一步改善瓷料的介電性能，在上述配方基礎(chǔ)上外加PbO-Bi2O3-SiO2低溫玻璃。特點(diǎn)：提高介質(zhì)中液相對晶粒表面的潤滑作用，防止晶粒長大。（0.7～1.0％）過多玻璃相會導(dǎo)致介電常數(shù)極大地下降，損耗增加。17工藝問題：在Pb(Mg1/3Nb2/3)O3的合成過程中，由于PbO的揮發(fā)，在500℃以上易生成低介電常數(shù)的焦綠石相（3PbO2-Nb2O5，簡稱P3N2）解決方法：添加PbO過量。兩步合

7、成法MgO+Nb2O5→MgNb2O6PbO+MgNb2O6→Pb(Mg1/3Nb2/3)O3182.1.2鈮鐵酸鉛（PFN）系（低頻MLCC）由于Pb(Fe1/2Nb1/2)O3鐵電體的Tc在112℃，室溫下ε在2000左右，故必須加入合適的移動劑，將居里點(diǎn)移到室溫下，以獲得極高的介電常數(shù)。經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)溶質(zhì)和基質(zhì)的結(jié)構(gòu)中有一共同陽離子，則鈣鈦礦型固溶體的居里點(diǎn)隨組分的固溶量作單向變化；如果沒有共同的陽離子，則固溶體的居里點(diǎn)與組分固溶量之間存在一最小值。19常用的移動劑：Pb(Fe2/3W1/3)O3（PFW，Tc=-95℃）；Pb(Ni1/3Nb2/3)O3

8、（PNN）Pb(Zn1/3Nb2/3)